ESTUDIO DE LA ZONACIÓN DE LAS ALGAS MARINAS Y MACROFAUNA DE LA ISLA DE TARIFA

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1 ESTUDIO DE LA ZONACIÓN DE LAS ALGAS MARINAS Y MACROFAUNA DE LA ISLA DE TARIFA Departamento de Fisiología Animal y Zoología. Facultad de Biología de la Universidad de Sevilla,Avda. Reina Mercedes X, C. P Sevilla, España. RESUMEN: El Parque Natural de Estrecho es un enclave privilegiado desde el punto de vista biológico y geográfico al ser un punto de convergencia entre corrientes atlánticas y mediterráneas, así como de especies de ambas zonas. Desde se llevan realizando estudios de distribución y diversidad en la zona intermareal de la Isla de Tarifa con resultados positivos en cuanto a la evolución de las comunidades. Los datos de 2006 obtenidos en el presente estudio mostraron que, en la zona intermareal los cinturones intermedios muestreados presentaban mayor diversidad tanto en especies vegetales como en grandes grupos animales asociados. INTRODUCCIÓN El Parque Natural del Estrecho creado en 2003 (Boja 2003b) es el último parque natural incluido en la Red de Espacios Naturales protegidos de Andalucía. La isla de Tarifa se encuentra dentro de los límites de dicho parque. Esta isla posee la categoría A y por tanto es de las zonas del parque que mayor protección reciben. Esta protección se debe a su alto valor ambiental que hace que todas las actividades que en ella se lleven a cabo estén restringidas. La diversidad en todo el parque es muy alta y en él existen numerosas especies marinas que están protegidas y se han descrito algunas como nuevas para la ciencia por algunas publicaciones científicas. La creación del parque supone por tanto la regulación de todos sus usos como por ejemplo la pesca o los vertidos (Boja 2003a). En el parque se diferencian dos tipos de costa claramente visibles en la isla de Tarifa, una arenosa y de pendiente suave en la parte occidental y otra formada por acantilados rocosos en su parte oriental. Destacan distintas especies ya sea por su endemismo o por su rareza entre las que podemos destacar poríferos como Axinella estacioi, cnidarios como Merona ibera o representantes de algas como especies del género Cystoseira.. A todas las características ecológicas y ambientales que el parque posee, como su biodiversidad o especies endémicas, hay que sumar el alto valor cultural que toda la zona tiene como por ejemplo sus yacimientos arqueológicos. Este trabajo está centrado en el estudio y descripción de la fauna y la flora de la zona intermareal. Esta zona es más fácil de estudiar pero sin embargo también es más fácilmente contaminable. Para el siguiente trabajo se tomaron muestras de la zona intermareal tanto de la fauna como la flora para posteriormente realizarles algunos tratamientos estadísticos con el fin de saber ciertas características de los distintos cinturones de los que se tomaron muestras que nos permitan comparar parámetros de dichos cinturones como por ejemplo la similaridad existente entre ellos. Este estudio es una herramienta para ver los posibles cambios que puedan producirse en el ecosistema, pero para ello es necesario hacer un seguimiento y realizar el estudio de forma anual. 1

2 MATERIALES Y MÉTODOS. El área de estudio donde está centrado el presente trabajo es la isla de Tarifa donde hay una gran diversidad de especies marinas algunas de ellas endémicas de la zona. Se encuentra en el sur de España, concretamente en la provincia de Cádiz, en la zona del estrecho de Gibraltar. Con respecto a la metodología tenemos que hacer una distinción entre la empleada en la recolección en la isla de Tarifa y la usada en el laboratorio para la clasificación de los ejemplares recolectados. El muestreo llevado a cabo en la zona fue del tipo estratificado al azar y la recolección de los ejemplares se realizó de la zona intermareal comprendida entre el límite de la pleamar y el límite de la bajamar. Se selecciona la zona de la Isla con intermareales de mayor diversidad en donde se diferencian 5 cinturones de algas. De cada cinturón tomamos tres réplicas disponiendo para ello de tres cuadrículas de 20 x 20 cm. resultando un total de 15 muestras. Una vez dispuestas las cuadrículas se raspa el interior con una espátula y se embolsan las muestras tanto las algas como la macrofauna asociada. Por último todas las muestras se fijan en alcohol al 70%. Una vez en el laboratorio se procede de forma que las muestras recogidas queden separadas en algas y macrofauna y se realizan tratamientos distintos para cada uno de estos grupos. En el caso de las algas se separan e identifican las especies y se realiza una medición de su volumen. Para ello se sigue un método cuantitativo que emplea el principio de Arquímedes. La identificación se realiza mediante una plantilla en la que aparecían bocetos de cada especie. Con respecto a la macrofauna se realiza una separación a nivel de grandes grupos (Crustáceos, Moluscos, Poliquetos y Equinodermos) mediante la utilización, como en el caso de las algas, de una plantilla y se cuantifica la abundancia contando el número de ejemplares. Los resultados obtenidos de la cuantificación se someten a diversos análisis estadísticos, entre las que se encuentran: S (riqueza de especies), H (índice de Shannon para la diversidad) y E ( índice de Pielou para la equitatividad) todos ellos calculados a partir del programa informático PC-ORD. De igual forma realizamos un cluster en el que las especies parecen agrupadas por similitud entre ellas y un análisis de ordenación donde también hay agrupación por similitud. Tanto el cluster como el análisis de ordenación se hicieron con el mismo programa que los anteriores parámetros y aparecen incluidos en los siguientes apartados. RESULTADOS Los datos fueron sometidos a diferentes pruebas estadísticas para comprobar fundamentalmente cómo se distribuyen las especies vegetales y animales, a lo largo del gradiente estratificado lineal de la zona intermareal de la costa de la Isla de Tarifa donde se definió los cinturones de separación. Una de las pruebas estadísticas llevadas a cabo fue la determinación de la diversidad y equitatividad de las especies presentes en cada cinturón; los índices utilizados en este estudio fueron el Índice de Shannon-Weaver ( H ) e Índice de Pielou ( E ) respectivamente. Los resultados mostraron que los cinturones para plantas que presentaban mayor diversidad eran los intermedios (cint.3 y 4), así como una mayor equitatividad o reparto en el número de especies (Pielou) presentes en éstos (tabla 1). 2

3 ALGAS S H E ANIMALES S H E 1a 12 0, , a 12 0, , b b c 12 0, , c 12 0, , a 12 0, , a 12 0, , b 12 0, , b 12 0, , c 12 0, , c 12 0, , a 12 1, , a 12 1, , b 12 1, , b 12 1, , c 12 0, , c 12 0, , a 12 1, , a 12 1, , b 12 1, , b 12 1, , c 12 1, , c 12 1, , a a b b c c Tabla 1y 2: Índices de diversidad de Shannon ( H ) y equitatividad de Pielou ( E ) para algas (T.1) y animales (T.2). El intervalo de Shannon (0-4) indica mayor diversidad a mayor valor; y Pielou (0-1) indica mayor equitatividad de las especies a mayor valor. Usando el paquete estadístico SPSS (ver ) llevamos a cabo más pruebas estadísticas para buscar diferencias significativas en el reparto que las especies de plantas mostraban ya de forma gráfico (gráfico 1) (Las réplicas de cada cinturón fueron agrupadas en grupos taxonómicos altos en plantas) para mayor comodidad) y animales (gráfico 2). En este caso los gráficos fueron realizados con el programa Excel (Microsoft Office Professional, 2003) rodofitas clorofitas feofitas Gráfico 1: Se muestra claramente una mayor diversidad y equitatividad en los cinturones intermedios y no así en los cinturones extremos (1 y 5). 3

4 a 1b 1c 2a 2b 2c 3a 3b 3c 4a 4b 4c 5a 5b 5c Poliquetos Poliplacoforos Bilvalbos gasteropodos misidiaceos Cumaceos tanaidaceos isopodos ganmaridos caprelidos asteroiodeos ofiuroideos Gráfico 2: Se muestra claramente una mayor diversidad y equitatividad en los cinturones intermedios y no así en los cinturones extremos (1 y 5). Los animales fueron identificados a nivel de grandes grupos taxonómicos. Para comprobar si las diferencias en diversidad que se ven en los gráficos son diferentes estadísticamente, hemos aplicado un test de normalidad para observar la distribución de los datos en los grupos animales (tabla 3) y vegetales presentes (tabla 2). Pruebas de normalidad Kolmogorov-Smirnov(a) Shapiro-Wilk Estadístico gl Sig. Estadístico gl Sig. Gelidiumsesquipedale,483 15,000,519 15,000 Pterocladiacapillaceae,535 15,000,284 15,000 Gymnogongruspatens,535 15,000,284 15,000 Valoniautricularis,418 15,000,618 15,000 CespedGelidiumCaulanth us,359 15,000,638 15,000 Laurenciapinnatifida,270 15,004,652 15,000 Corallinaelongata,338 15,000,622 15,000 Janiarubens,418 15,000,599 15,000 Ulvasp,305 15,001,627 15,000 Chaetomorphasp,447 15,000,450 15,000 Lythophilumlichenoides,476 15,000,521 15,000 Fucusspiralis,483 15,000,525 15,000 a Corrección de la significación de Lilliefors Tabla 2: Prueba de normalidad para especies vegetales. 4

5 Pruebas de normalidad Kolmogorov-Smirnov(a) Shapiro-Wilk Estadístico gl Sig. Estadístico gl Sig. poliquetos,213 15,067,794 15,003 poliplacoforos,354 15,000,555 15,000 bivalbos,381 15,000,569 15,000 gasteropodos,255 15,010,787 15,002 misidaceos,535 15,000,284 15,000 cumaceos,535 15,000,284 15,000 tanaidaceos,485 15,000,499 15,000 isopodos,185 15,175,881 15,049 ganmaridos,091 15,200(*),966 15,798 caprelidos,311 15,000,587 15,000 asteroideos,485 15,000,499 15,000 ofiuroideos,439 15,000,418 15,000 otros,461 15,000,498 15,000 * Este es un límite inferior de la significación verdadera. a Corrección de la significación de Lilliefors Tabla 3: Prueba de normalidad para especies animales Según los test de normalidad realizados pudimos comprobar que los datos de plantas y animales no siguen una distribución normal ya que ninguno de ellos supero el valor de significación α = 0,05 (hemos asignado un nivel de confianza del 95%). Si bien los animales presentan en algunos grupos una distribución normal (tabla 3), la distribución de sus datos (al igual que con las plantas) siguen sin satisfacer una distribución normal. Es por ello que se usaron tests no paramétricos ( Kruskal - Wallis) para buscar diferencias significativas en la distribución de los grupos en base a los cinturones establecidos en el muestreo. El test se realizó para las especies vegetales (tabla 4) y para los grandes grupos animales (tabla 5). Tabla 4: Contraste Kruskal Wallis para las especies vegetales. El nivel de significación (Sig. asintot.) indica que las especies con α> 0,05 no presentan diferencias significativas en la distribución de los diferentes cinturones, mientras que especies con α< 0,05 indica que se distribuyen preferentemente en algunos de los cinturones y que difieren significativamente de su distribución por otros cinturones. 5

6 Tabla 5: Contraste Kruskal Wallis para las especies vegetales. El nivel de significación (Sig. asintot.) indica que las especies con α< 0,05 no presentan diferencias significativas en la distribución de los diferentes cinturones, mientras que especies con α> 0,05 indica que se distribuyen preferentemente en algunos de los cinturones y que difieren significativamente de su distribución por otros cinturones. Las respectivas agrupaciones que presentan las especies vegetales (tabla 6) y los grandes grupos taxonómicos animales con respecto a los cinturones (tabla 7), muestra cuál es la preferencia de cada uno de ellos por cada cinturón. Estos valores, también pertenecientes en la prueba Kruskal Wallis, nos indica que números más elevados que una especie o grupo presenten por cada determinado cinturón implica una preferencia de ésta por dicho cinturón. Los resultados asintóticos (tabla 4 y 5) nos muestra si ésta posible preferencia por algún cinturón es significativamente diferente de la que se muestre por otro. Tabla 6: Distribución por cinturones de especies vegetales. Tabla 7: Distribución por cinturones de especies animales. 6

7 Sin embargo, para contrastar los resultados obtenidos con este test no paramétrico de Kruskal Wallis, hemos realizado también un índice de agregación utilizando la varianza y la media de cada grupo taxonómico establecido. Tabla 8: Los resultados del índice de agregación indican el tipo de distribución que presentan las especies vegetales. Valores >1 indica una distribución agregada, mientras que valores =1 indican distribución de las especies de forma azarosa y valores <1 indica una distribución regular. Tabla 9: Los resultados del índice de agregación indican el tipo de distribución que presentan los grupos animales. Valores >1 indica una distribución agregada, mientras que valores =1 indican distribución de los grupos de forma azarosa y valores <1 indica una distribución regular. Por último hemos llevado a cabo test multivariables para poner de manifiesto las agrupaciones que de forma intuitiva hemos visto que presentan los datos con los test univariantes y los índices de agregación y diversidad. Las pruebas multivariantes las hemos realizado con el programa PC ORD (ver. 3.05) para realizar las pruebas de componentes principales y de agrupación cluster. Las pruebas cluster de algas y componentes principales (gráfico 3) muestran una distribución clara por cinturones de forma que los cinturones 1 y 5 muestra una menor diversidad mientras que las de los cinturones intermedios presentan más especies. Gráfico 3: Pruebas cluster y componentes principales de las especies de algas. 7

8 De la misma forma se realizaron pruebas de agrupación cluster y componentes principales en los grupos animales. En la distribución de dichos grupos (gráfico 4) no se observan patrones de distribución por cinturones como ocurre en el caso de las algas. Gráfico 4: Pruebas cluster y componentes principales de los grupos animales. Por último es de destacar la evolución de la diversidad de grupos vegetales y animales a lo largo del estudio realizado más ampliamente desde 2003 en la Isla de Tarifa (García-Gómez et al., 2006). En éstos también observamos un patrón semejante que los vistos en este trabajo, presentándose la mayor diversidad en los cinturones intermedios de la zona de estudio intermareal, y bajando por el contrario en los cinturones extremos. A lo largo de tres años de trabajo ( ) en los grupos animales se ha observado una variación en la abundancia de los grupos dominantes, de forma que los crustáceos fueron poco a poco sustituidos por los moluscos en el período de muestreo de Poliquetos y equinodermos nunca han sido grupos especialmente abundantes, aunque en 2005 el grupo de poliquetos se ha equiparado en número de individuos incluso al número de crustáceos presentes en dicho año. En nuestro estudio de 2006 los grupos de crustáceos y moluscos analizados (gráfico 2) parecen mantener su dominio sobre la comunidad con respecto a años anteriores. DISCUSIÓN Nuestro estudio se ha centrado en ver la biodiversidad persistente en la zona de reserva de la Isla de Tarifa perteneciente al Parque Natural del Estrecho. Este enclave es desde el punto de vista biológico un lugar muy interesante (Gofas, 1998) al converger corrientes procedentes del Mediterráneo con las procedentes del Atlántico oriental, así como también desde el punto de vista geográfico ya que es el punto más meridional de Europa (Gregory, 1932). Especies como Patella ferruginea encuentran en lugares protegidos como la zona de reserva de la Isla de Tarifa, un lugar primordial en el que se encuentran a salvo de la explotación humana que a llevado hasta la casi completa extinción esta especie (Darren et al., 1997). Según nos muestran los resultados obtenidos, la zona intermareal muestra una gran biodiversidad a diferencia de la zona supralitoral y de la sublitoral. La explicación de esta diferencia de distribución y número de especies tanto animales como vegetales 8

9 puede deberse principalmente a que existe un gradiente de diferentes condiciones abióticas y bióticas desde la zona superior o supralitoral hasta la zona inferior o sublitoral, que determinen así esta distribución (Raffaelli et al., 1996). La zona supralitoral se ve afectada por batimientos fuertes a causa del oleaje y por condiciones de estrés hídrico durante las horas de bajamar (Conde et al., 1983). Mientras que en la zona sublitoral estas condiciones son distintas al presentar un bajo batimiento y estar siempre sumergida, pero presenta a la vez una fuerte competitividad entre los organismos vegetales y una ausencia relativa de luz (Russell, 1991). Es por todo ello por lo que nuestros datos muestran una concordancia con los obtenidos por otros autores, ya que se nos presenta la zona intermareal o también llamada eulitoral (Russell, 1991) como aquella que presenta más número de especies al poseer condiciones intermedias de luz, batimiento, turbidez y competitividad. También observamos, sobretodo en las especies vegetales, que hay una clara distribución vertical entre ellas no observándose lo mismo en los análisis multivariables cluster de la fauna observada. Y es que posiblemente hubiésemos cometido algún tipo de imprecisión metodológica al identificar los organismos animales presentes en la plataforma, ya que únicamente los hemos contabilizado y agrupado solo a niveles taxonómicos grandes. Es por ello que las especies vegetales que sí fueron identificadas a nivel de especie, muestran una clara distribución vertical correlacionándose adecuadamente con las muestras tomadas de cada cinturón, y los animales no hacen lo propio ya que no se ha identificado a nivel de especie y grandes grupos taxonómicos pueden por ello estar presentes en cinturones de diferente profundidad. Suponemos que las especies animales no siguen una distribución vertical caprichosa, y que posiblemente se adecuen a una correlación estratificada al igual que la distribución que nos presentaban las algas. CONCLUSIONES La zona de transición litoral de la zona de reserva de la Isla de Tarifa, perteneciente al Parque Natural del Estrecho, posee una distribución vertical característica, presentando una mayor biodiversidad en la zona eulitoral o intermareal, mientras que las zonas más extremas como son la sublitoral (más profunda) y la supralitoral (superior) muestran una biodiversidad mucho menor debido a diferentes condiciones abióticas y bióticas. BIBLIOGRAFÍA - Conde, F., J. A. Seoane, (1983) Aspectos de la vegetación y zonación macrofitobentónica en las costas malagueñas, Anales Jardín Botánico de Madrid, 39 (2). - Darren F., J. C. García-Gómez, E. M. García, J. E. Sánchez, F. Estacio, (1997) El Litoral II: Zonas de transición. c) Las zonas supralitoral y mediolitoral, El Mar (Tomo 2), Naturaleza de Andalucía, Ed. Giralda, Pp García-Gómez, J. C., J. M. Guerra (2006) Protocolo de prácticas Biología Marina Curso Gofas, S. (1998) Marine Molluscs with a very restricted range in The Strait of Gibraltar, Diversity and distributions, Vol. 4, No. 5/6, Pp Gregory, J. W., (1932) A submarine trough near The Strait of Gibraltar The Geographical Journal, Vol. 79, No. 3, Pp Raffaelli, D., S. Hawkins, (1996) Intertidal Ecology, Chapman y Hall, London. Pp Russel, G., (1991) Vertical Distribution, Vol. 24. Pag